Aufbereitung von FEM-Datensätzen für die Eigenschaftsanalyse von Werkzeugmaschinen in immersiven Arbeitsumgebungen

Dieser Beitrag stellt eine neue Visualisierungsmethode vor, mit der eine bildliche Darstellung von physikalischen Größen am 3D-Modell in immersiven Arbeitsumgebungen ermöglicht wird. Am Institut für Werkzeugmaschinen und Produktionsprozesse der Technischen Universität Chemnitz wurde eine neue Visualisierungskette entwickelt mit der sowohl FEM-Ergebnisse wie Spannungen, Temperatur und die dadurch entstehenden Verformungen als auch die zugrunde liegenden Randbedingungen in Virtual- und Augmented Reality (VR/AR) Applikationen anschaulich visualisiert werden können. Der Artikel beschreibt die entwickelte Visualisierungskette für den Datentransfer von FEM-Simulationssoftware zur VR/AR-Softwareumgebung. Dies beinhaltet die implementierten Module für Datenexport, Datenimport und die Abbildung von Daten im dreidimensionalen Raum. Die entwickelten Visualisierungs- und Interaktionsmodule wurden unter Einsatz von VR- und AR-Systemen getestet und versprechen eine bessere Lokalisierung und effektivere Analyse von Schwachstellen.

This article describes a new visualization method for an illustrative visualization of physical values in immersive workspaces. Through the newly developed visualization pipeline, FEM results such as stress, temperature and resulting deformation, as well as the underlying constraints can be visualized in virtual and augmented reality applications. Special features are the use of 3D glyphs for mapping stress direction and gradient as well as data preparation and the resulting data format, which was especially developed for use with AR and VR systems. This article describes both the use of 3D glyphs for visualizing tensor values and the demonstrators developed for evaluating the visualization pipeline. In this context, the configured AR system with its hard- and software components is introduced. This article demonstrates the current state of AR and VR developments, which were done at the Virtual Reality Center Production Engineering of the Institute for Machine Tools and Production Processes, for improving the analysis of complex FE datasets.